(57)【要約】【課題】チップ保持ツールへの樹脂付着を防止し、フィレット形成部に至るまでボイドを発生させることなく良好に樹脂を付与でき、基板の熱履歴による残留応力によりバンプが剥離することも確実に防止できるようにした実装方法を提供する。【解決手段】基板とチップとの間に樹脂を付与し、該基板とチップを圧着し、樹脂を押し拡げるとともに加熱により樹脂を硬化させる工程を有する実装方法において、チップの側面に樹脂がはみ出さないだけの少量の樹脂を付与し、付与された樹脂を押し拡げるとともに加熱により硬化させる第１の樹脂付与工程と、該第１の樹脂付与工程後に、チップの側面にフィレットが形成されるまで追加の樹脂を付与する第２の樹脂付与工程とを有することを特徴とする実装方法。【選択図】図１
2006286799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板とチップとの間に樹脂を付与し、該基板とチップを圧着し、樹脂を押し拡げるとともに加熱により樹脂を硬化させる工程を有する実装方法において、チップの側面に樹脂がはみ出さないだけの少量の樹脂を付与し、付与された樹脂を押し拡げるとともに加熱により硬化させる第１の樹脂付与工程と、該第１の樹脂付与工程後に、チップの側面にフィレットが形成されるまで追加の樹脂を付与する第２の樹脂付与工程とを有することを特徴とする実装方法。
【請求項２】
前記第１の樹脂付与工程と第２の樹脂付与工程を互いに異なる位置で実行する、請求項１の実装方法。
【請求項３】
前記第１の樹脂付与工程と第２の樹脂付与工程間で、基板を保温しながら搬送する、請求項２の実装方法。
【請求項４】
前記第２の樹脂付与工程において、追加の樹脂を付与した後、樹脂を加熱により硬化させる、請求項１〜３のいずれかに記載の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板にチップを実装する実装方法に関し、とくに、基板とチップの間に樹脂（アンダーフィル剤とも言う。）を付与する場合にその樹脂を望ましい量だけ不具合を生じさせることなく効率よく付与して硬化させることが可能な実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板にチップを実装する実装工程においては、互いに接合される基板の電極およびチップのバンプ等の周囲に樹脂（例えば、非導電性樹脂）を充填して硬化させ、外部に対する絶縁性を確保するとともに接合強度を補強する方法が知られている。このような方法においては、通常、基板とチップとの間に樹脂を塗布し、基板とチップを圧着する際に塗布樹脂を押し拡げ、両者間に樹脂を十分に充填させるとともに、チップの側面にフィレットと呼ばれる樹脂はみ出しを形成して外部に対するシール性、絶縁性を強化できるようにしている（例えば、特許文献１）。付与された樹脂は、通常、加熱により硬化され、加熱には、チップあるいは基板保持手段に組み込まれたチップあるいは基板加熱用の手段、とくに、ヒータが兼用されることが多い。
【０００３】
ところが、上記のような実装方法においては、以下のような問題が生じることがある。例えば図２に上記のような実装方法を示すが、図２（Ａ）に示すように、基板１０１に対しフェイスダウンの形態でチップ１０２がツールアタッチメント１０３等（チップ保持ツール）に保持され、基板１０１とチップ１０２との間に樹脂１０４が付与される（図示例では基板１０１上に樹脂１０４が塗布される）。この状態で、図２（Ｂ）に示すように、チップ１０２が下降され、基板１０１の電極１０５にチップ１０２のバンプ１０６が圧着されるとともに樹脂１０４が押し拡げられ、セラミックヒータ等の加熱手段１０７によりバンプ１０６が加熱圧着され、樹脂１０４が加熱硬化される。とくにチップ１０２が薄い場合等に、樹脂１０４が押し拡げられるときに、フィレット１０８を形成するためにチップ１０２の側面側へと押し出された樹脂１０４が過剰に這い上がり、チップ保持ツール１０３に付着してしまうという不具合を招く場合がある。チップ保持ツール１０３に付着した樹脂１０９は、図２（Ｃ）に示すように、チップ保持ツール１０３を上昇させた後にもそのまま残ることになる。
【０００４】
また、基板１０１とチップ１０２との間隔が狭い場合には（スタンドオフが低い場合には）、最初に十分な量の樹脂１０４を所定の形態にて付与しにくいため、チップ１０２圧着時に樹脂１０４を良好に押し拡げることが困難になることがあり、その場合には、樹脂１０４中にボイドを発生させる（とくに、チップ１０２の中央部にボイドを発生させる）原因になることもある。ボイドが発生すると、樹脂１０４による基板１０１とチップ１０２との接合強度向上効果が薄れるため、結局、基板１０１の電極１０５とチップ１０２のバンプ１０６との十分な接合強度が確保されないことになる。
【０００５】
さらに、バンプ１０６の加熱接合時に、基板１０１の熱履歴による残留応力が残っていると、その残留応力が、硬化後の、あるいは硬化中の樹脂１０４を介して、チップ１０２のバンプ１０６を基板１０１の電極１０５から剥離させる方向の力として伝わることがあり、この力が過大になると、バンプ１０６を電極１０５から剥離させて目標とする電気的接合が達成できない事態も生じ得る。
【特許文献１】特開平６−８９９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、上記のような問題点に着目し、基板とチップの間に樹脂を付与しチップの側面にフィレットまで形成して、基板とチップ間の十分な接合強度を得るようにした実装方法において、チップ保持ツールへの樹脂付着を生じることなく、目標とする最終樹脂形態を得ることができるようにするとともに、チップ中央部からその側面のフィレット形成部に至るまでボイドを発生させることなく十分に良好に樹脂を浸透させ、かつ、バンプの加熱接合時にも基板の熱履歴による残留応力によりバンプが剥離することを確実に防止できるようにした実装方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る実装方法は、基板とチップとの間に樹脂を付与し、該基板とチップを圧着し、樹脂を押し拡げるとともに加熱により樹脂を硬化させる工程を有する実装方法において、チップの側面に樹脂がはみ出さないだけの少量の樹脂を付与し、付与された樹脂を押し拡げるとともに加熱により硬化させる第１の樹脂付与工程と、該第１の樹脂付与工程後に、チップの側面にフィレットが形成されるまで追加の樹脂を付与する第２の樹脂付与工程とを有することを特徴とする方法からなる。
【０００８】
この実装方法においては、上記第１の樹脂付与工程と第２の樹脂付与工程を同じ位置で実行することも可能であるが、工程全体に要する時間が長くなる可能性があるので、第１の樹脂付与工程と第２の樹脂付与工程を互いに異なる位置で実行することが好ましい。
【０００９】
その場合には、上記第１の樹脂付与工程と第２の樹脂付与工程間で基板を搬送することが必要になるが、基板を保温しながら搬送することが好ましい。
【００１０】
また、上記第２の樹脂付与工程においては、追加の樹脂を付与した後、樹脂を加熱により硬化させることができるし、上記搬送中の保温を続行して樹脂硬化に供することもできる。
【００１１】
このような本発明に係る実装方法においては、薄いチップを実装する際にも、先ずチップの側面に樹脂がはみ出さないだけの少量の樹脂を付与し、付与された樹脂をチップ／基板間に押し拡げ、バンプ接合等の加熱を利用して樹脂を硬化させることにより、樹脂が過剰にチップの側面側にはみ出すことが防止され、チップ保持ツールへの樹脂付着が確実に防止される。また、この段階で、チップのバンプと基板の電極との接合および上記付与樹脂による接合補強により、少なくともチップ／基板の搬送に十分な接合強度が得られる。また、少量の樹脂付与でよいので、それを押し拡げる際にもボイドは生じにくく、押し拡げられ接合補強に供される樹脂は、安定して所望の形態に保たれる。さらに、少量の樹脂を付与した状態であるから、基板に熱履歴による残留応力が存在したとしても、付与樹脂ににより拘束されることが少なく、残留応力は適切に緩和される。したがって、バンプを基板電極から剥離させる方向の力を抑えることができ、電気的な接続不良の発生が防止される。そして、第２の樹脂付与工程への搬送時に基板を保温すれば、接続不良の発生が一層確実に防止される。
【００１２】
上記第１の樹脂付与工程後に、第２の樹脂付与工程で必要な残りの樹脂が付与され、望ましいフィレットまで形成される。このときには、第１の樹脂付与工程でチップを保持していたチップ保持ツールは既に退避されているか、別の場所での第２の樹脂付与工程ではこのようなチップ保持ツールは不要であるから、チップの側面側にフィレット形成のためにはみ出した樹脂がチップ保持ツールに付着することはない。また、チップと基板が所定の接合形態に保たれた状態で樹脂が付与されるから、容易にボイド等を発生させることなく樹脂を十分に浸透させることができ、かつ、所望のフィレットが容易に形成される。したがって、連続して安定した実装操作が実現される。
【発明の効果】
【００１３】
このように、本発明に係る実装方法によれば、少量の樹脂を付与しその樹脂を加熱硬化させる第１の樹脂付与工程と、残りの必要な樹脂を付与しフィレットまで形成する第２の樹脂付与工程とを、順次行う別工程とすることで、チップ保持ツールへの樹脂付着を確実に防止することができる。
【００１４】
また、ボイド等を発生させることなく、樹脂を順次十分に浸透させることができ、所望のフィレット形成まで必要な量の樹脂を容易に付与できるようになり、高い接合強度を安定して得ることができる。
【００１５】
さらに、第１の樹脂付与工程で少量付与した樹脂だけを一旦硬化させるので、バンプ接合時における基板の熱履歴による残留応力の影響を適切に除去でき、チップのバンプと基板の電極との安定した接合状態を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る実装方法を示している。図１（Ａ）に実装装置１を示すように、電極３を備えた基板２に、バンプ５を備えたチップ４を実装する場合について説明する。図示例では、チップ４は、チップ保持ツール６に吸着等により保持され、チップ保持ツール６は、加熱手段としてのセラミックヒータ７が組み込まれた加熱ツール部８と、チップ４を直接保持し、加熱ツール部８に吸着等により連接されたツールアッタチメント９とから構成されている。
【００１７】
このような実装装置１においては、図１（Ａ）に示すように、まず第１の樹脂付与工程において、基板２とチップ４の間に（図示例では、基板２の電極３間部分に）、熱硬化性のアンダーフィル剤としての、例えば非導電性樹脂１０が少量塗布される。そして図１（Ｂ）に示すように、チップ４を下降させて基板２とチップ４を圧着することにより、樹脂１０が押し拡げられる。少量の樹脂１０が付与されているだけであるから、押し拡げられた樹脂１０は基板２とチップ４間の部分に十分に納まり、チップ４の側面部分まではみ出すことはない。したがって、チップ４の側面部分での樹脂１０の這い上がりも発生せず、樹脂１０がチップ保持ツール６、とくにツールアッタチメント９に付着することもない。また、このとき同時に、ヒータ７が組み込まれた加熱ツール部８により、バンプ５が電極３に加熱溶融により接合されるとともに、少量付与された樹脂１０が加熱硬化される。樹脂１０の付与量が少量であるため、付与時、さらには押し拡げ時にボイドが生じるおそれは少なく、樹脂１０は、良好な状態で付与されるとともに押し拡げられる。さらに、このバンプ５接合時に、たとえ基板２にその熱履歴による残留応力が残っていたとしても、加熱硬化される樹脂１０は基板２とチップ４間に部分的に充填されているだけであるから、上記残留応力の影響が適切に緩和される。したがって、この残留応力がたとえバンプ５を電極３から剥離させる方向に作用する場合にあっても、その力が適切に緩和され、バンプ５の剥離が防止され、接続不良の発生が防止される。
【００１８】
次いで、本実施態様では、上記のように接合されたチップ４と基板２が、別の場所で実行される第２の樹脂付与工程への搬送される。この搬送中には、図示を省略した適当な保温手段、あるいは加熱手段により、接合されたチップ４と基板２、とくに基板２が保温される。この搬送時の保温により、上記残留応力の影響は一層確実に緩和され、接続不良の発生が一層確実に防止される。
【００１９】
そして第２の樹脂付与工程では、図１（Ｃ）に示すように、樹脂注入手段１１により、残りの必要な量の樹脂１２が、チップ４と基板２の間に注入（封入）、付与される。この樹脂１２の付与は、図１（Ｄ）に示すように、チップ４の側面側に所望のフィレット１３が形成された時点で停止される。
【００２０】
この第２の樹脂付与工程では、既に第１の樹脂付与工程で、チップ４のバンプ５と基板２の電極３とは適切に接合されており、かつ、その接合強度が少量付与された硬化後（場合によっては硬化途中の）樹脂１０によって補強されているから、安定した状態で容易に必要な量だけ樹脂１２を付与できる。したがって、所望の形状のフィレット１３を容易に形成することができ、フィレット１３まで形成することにより、バンプ５と電極３との接合部位が外部に対して確実にシールされるとともに、その接合強度が確実に高められる。また、この残りの樹脂１２の付与時には、チップ４と基板２との接合相対位置関係は固定された状態にあるから、樹脂１２の付与によってその相対位置関係が狂うこともなく、目標とする接合形態がそのまま維持される。追加付与された樹脂１２は、適当に硬化（例えば、加熱硬化）されればよい。
【００２１】
なお、本発明において、基板やチップは各種の形態を採り得る。すなわち、本発明において、基板とは、例えば、樹脂基板、ガラス基板、フィルム基板、チップ、ウエハーなど、種類や大きさに関係なく、チップが実装される側の全てのものを含む。また、本発明において、チップとは、例えば、ＩＣチップ、半導体チップ、光素子、表面実装部品、ウエハーなど、種類や大きさに関係なく、基板に実装される側の全てのものを含む。また、前記実施態様では、基板側に電極、チップ側にバンプを設けた例について説明したが、これら電極やバンプに限定されず、電気的な接続が可能なものであればいかなる形態のものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明に係る実装方法は、付与樹脂によるフィレット形成を伴う、あらゆる基板へのチップ実装に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施態様に係る実装方法の各工程を示す概略構成図である。
【図２】従来の実装方法の各工程を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  実装装置
２  基板
３  電極
４  チップ
５  バンプ
６  チップ保持ツール
７  加熱手段としてのセラミックヒータ
８  加熱ツール部
９  ツールアッタチメント
１０  少量の付与樹脂
１１  樹脂注入手段
１２  残りの必要な量の付与樹脂
１３  フィレット
【図１】
2006286799.tif 000003
【図２】
2006286799.tif 000004